基于三轴极限峰值偏应力的岩石非线性破坏强度准则
来源期刊：煤炭学报2019年第S2期
论文作者：李修磊 李起伟 杨超 李金凤
文章页码：517 - 525
关键词：岩石力学;强度准则;强度参数;三轴试验;
摘 要：根据岩石三轴试验强度的变化规律,提出了一种基于三轴极限峰值偏应力的岩石非线性破坏强度准则。将本文强度准则的预测值与15种岩石的三轴试验强度值进行对比,得到的平均绝对误差为2.964%,所有15种岩石的相关性系数均大于0.96,说明本文强度准则具有普遍的适用性,能够较好地预测不同岩石类型的强度。通过与几种典型强度准则的比较发现,本文准则的预测精度略优于目前岩石力学界认为较好的指数型准则,要远好于Hoek-Brown（H-B）准则以及基于临界状态改进的Hoek-Brown（MH-B）准则和改进的Mohr-Coulomb（MM-C）准则。本文准则克服了高围压下H-B准则的预测值与试验强度偏差较大的局限性,避免了MH-B和MM-C准则在围压达到临界围压后不再随围压变化的缺陷。另外,基于应力空间建立了岩石的瞬时黏聚力和内摩擦角与本文强度准则参数k,a和m之间的关系,岩石的瞬时黏聚力随围压的增加而增大,并最终增加到0.5（k+1）σc;岩石的瞬时内摩擦角随着围压的增加而减小,并逐渐减小到0;内摩擦角减小到0的同时黏聚力增加到最大值0.5（k+1）σc。本文强度准则中岩石的三轴极限峰值偏应力取决于参数k和单轴抗压强度σc,岩石三轴剪切强度随围压在初始段的增大幅度取决于参数a和m;参数k和m的取值范围较大,其中k>0,m>1.0;而a为<1.0的正值,取值范围相对集中,为了便于计算可取a=0.95。
李修磊1,2，李起伟1,3，杨超2，李金凤1
1. 重庆交通大学交通运输学院2. 三峡大学三峡库区地质灾害教育部重点实验室3. 中交第一公路勘察设计研究院有限公司
摘 要：根据岩石三轴试验强度的变化规律,提出了一种基于三轴极限峰值偏应力的岩石非线性破坏强度准则。将本文强度准则的预测值与15种岩石的三轴试验强度值进行对比,得到的平均绝对误差为2.964%,所有15种岩石的相关性系数均大于0.96,说明本文强度准则具有普遍的适用性,能够较好地预测不同岩石类型的强度。通过与几种典型强度准则的比较发现,本文准则的预测精度略优于目前岩石力学界认为较好的指数型准则,要远好于Hoek-Brown（H-B）准则以及基于临界状态改进的Hoek-Brown（MH-B）准则和改进的Mohr-Coulomb（MM-C）准则。本文准则克服了高围压下H-B准则的预测值与试验强度偏差较大的局限性,避免了MH-B和MM-C准则在围压达到临界围压后不再随围压变化的缺陷。另外,基于应力空间建立了岩石的瞬时黏聚力和内摩擦角与本文强度准则参数k,a和m之间的关系,岩石的瞬时黏聚力随围压的增加而增大,并最终增加到0.5（k+1）σc;岩石的瞬时内摩擦角随着围压的增加而减小,并逐渐减小到0;内摩擦角减小到0的同时黏聚力增加到最大值0.5（k+1）σc。本文强度准则中岩石的三轴极限峰值偏应力取决于参数k和单轴抗压强度σc,岩石三轴剪切强度随围压在初始段的增大幅度取决于参数a和m;参数k和m的取值范围较大,其中k>0,m>1.0;而a为<1.0的正值,取值范围相对集中,为了便于计算可取a=0.95。
关键词：岩石力学;强度准则;强度参数;三轴试验;
